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1.
随机模拟畦面微地形分布及其差异性对畦灌性能的影响 总被引：5，自引：5，他引：5
畦面微地形对畦灌性能具有较大影响，该文针对畦面相对高程分布具有随机性和空间相关性的特点，基于Monte-Carlo随机模拟方法和半方差分析方法建立了随机模拟畦面微地形分布状况的方法，并借助二维地面灌溉模型评价随机模拟的畦面微地形分布状况及其差异性对畦灌性能的影响。研究结果表明：同一畦面相对高程标准偏差值下随机模拟的畦面微地形分布间存在的差异性对畦灌性能的影响取决于该值大小，等于或大于3 cm以上的畦面微地形分布间存在的较大差异对畦灌性能影响显著，而小于3 cm的畦面微地形间存在的分布差异对畦灌性能影响相对较小，此条件下随机模拟的任一组畦面微地形分布状况均具有典型代表性，可直接作为二维地面灌溉模型的输入数据用于评价畦面微地形分布状况对畦灌性能的影响。 相似文献
2.
微地形分布差异对畦灌过程及性能的影响模拟 总被引：1，自引：1，他引：0
微地形空间变异对畦灌性能影响显著,同一微地形起伏幅度下微地形起伏位置空间分布差异对畦灌过程及性能影响方面的研究甚少。该文基于随机生成的畦面相对高程的最小样本容量值,将微地形随机模拟方法与灌溉模型相结合,模拟分析同一微地形起伏幅度下微地形起伏位置空间分布差异对畦灌过程和畦灌性能的影响,讨论其影响程度随微地形起伏幅度的变化趋势。结果表明,同一微地形起伏幅度下起伏位置空间分布差异对畦灌过程和性能影响明显,且不同微地形起伏幅度下相应起伏位置空间分布差异对畦灌系统的影响随着起伏幅度的增加而增加。微地形标准偏差小于3cm时微地形起伏位置空间分布差异所引起的畦灌性能的变异属弱变异性,而微地形标准偏差大于3cm后其变异性增强,此时,在畦灌系统的田间评价、设计和管理中忽略其影响易产生较大误差。 相似文献
3.
畦面微地形时空变异分布状况对畦灌性能的影响较为显著，该文依据从典型试验畦块获得的畦面相对高程实测数据，借助统计学方法分析评价田间耕作措施和地面灌溉对畦面微地形时空变异分布状况的影响。结果表明：农田机耕、围畦打埂等田间耕作措施对畦面微地形整体分布状态和畦面相对高程空间分布状况的影响显著；而地面灌溉虽对畦面相对高程空间分布状况有一定影响，但对畦面微地形整体分布状态的影响却较小；田间耕作和地面灌溉等人为生产活动对较小规格畦块的畦面微地形时空变异分布状况的影响明显一些，围畦打埂和入畦单宽流量是影响土地精平后畦面微地形分布状况发生变化的主要影响因素；对较大规格的畦块，除上述影响因素外，还应关注机耕作业留下的车轮压痕对畦面平整状况产生的负面作用。 相似文献
4.
选取合理的畦面糙率模型,对于利用畦灌水流数值模型准确地评价和优化畦灌系统性能具有重要的理论与现实意义。该文利用二维全水动力学畦灌模型,采用张量逆运算等数学处理方法,在源项糙率矢量中构建畦面糙率各向异性模型,构建起基于畦面糙率各向异性的二维畦灌地表水流运动模型。基于典型畦灌试验结果对比分析糙率各向异性与各向同性畦灌模型的模拟效果。结果表明,与各向同性相比,所有实例各向异性糙率值下的水流推进过程实测与模拟值之间的平均相对误差值减小3.08～6.83百分点,水流消退过程实测与模拟值之间的平均相对误差值减小2.5～6.81百分点。采用各向异性糙率描述畦灌地表水流运动过程,可明显改善畦灌模拟效果,为开展畦灌系统设计与性能评价提供了实用可靠的数值模拟工具。 相似文献
5.
不同畦面结构下地面灌溉效果的对比分析 总被引：3，自引：0，他引：3
为研究畦面结构变化对地面灌溉效果的影响,在4种不同畦面结构的大田灌溉试验基础上,用WinSRFR3.1模型对平作畦灌、细沟灌、畦作浅沟灌和微垄沟灌的田面土壤特性参数和灌水效果进行估算和模拟,比较了不同灌溉方式由于畦面结构改变引起的田面土壤特性和灌水效果差异,并提出不同畦面结构的适宜畦田规格。研究认为,不同畦面结构的田面糙率系数和土壤入渗特性差异明显,微垄沟灌糙率系数最大而平作畦灌糙率系数最小,平作畦灌入渗速率最快而畦作浅沟灌入渗速率最慢;对长畦田来说,畦作浅沟灌灌水效果最好,微垄沟灌次之,平作畦灌最差;在 相似文献
6.
基于混合数值解法的一维全水动力学畦灌模型 总被引：7，自引：3，他引：4
数值模拟畦（沟）灌水流运动过程可为地面灌溉系统设计与评价提供必要的工具和手段。该文采用时-空混合数值解法构建起一维全水动力学畦灌模型,并基于典型畦灌试验结果,对比分析采用混合数值解法和Roe有限体积法数值求解一维畦灌全水动力学模型在数值计算稳定性与收敛性、计算精度与效率间的差异,验证基于混合数值解法的模型模拟效果。结果表明,混合数值解法要比Roe有限体积法表现出更佳的数值计算稳定性和收敛性,形成的水平衡误差和平均相对误差相对较低,相同度量环境下的计算效率提高2倍以上。基于混合数值解法的一维畦灌全水动力学数值模拟方法可明显增强数值计算的稳定性和收敛性,有效提高了计算精度和效率,为开展畦灌系统设计与性能评价提供了可靠的数值模拟手段。 相似文献
7.
土壤入渗参数、田面糙率、坡度等自然要素是畦灌方案设计的基础参数,其变异性是导致灌水质量远低于预期的重要原因。为揭示畦田自然要素时空变异特征及其对灌水质量的影响,该研究在11组畦田上开展了4 a畦灌观测试验,通过实测数据全面研究了灌前自然要素的畦内空间变异性、畦间空间变异性和年际时间变异性,并结合WinSRFR地面灌溉模型,模拟分析了自然要素时空变异性对畦灌水流运动过程及灌水质量的影响。结果表明：对畦灌灌水质量影响最大的3个自然要素依次是入渗系数、入渗指数和糙率,三者空间变异系数平均值分别为11.00%、4.05%和7.94%,时间变异系数平均值是分别为26.87%、7.73%和21.86%。畦田自然要素变差导致灌水质量整体下降,自然要素的时间变异性对灌水质量的影响大于其空间变异性的影响。入渗参数和糙率的变异性对畦田后半段的水流消退过程影响较大,忽视其年际时间变异性会加大畦尾积水风险。该研究结果可为畦灌方案设计提供指导,为精细地面灌溉发展提供科学依据。 相似文献
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基于土壤入渗变异性的畦灌单宽流量优化 总被引：1，自引：1，他引：0
农田土壤入渗变异性给畦灌系统的设计和管理带来了困难.为进一步提高畦灌灌水质量,该研究利用已有考虑土壤变异条件下的畦灌灌水质量计算模型,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,扩展了模型的使用范围,并结合畦灌试验资料对其进行了验证;在此基础上分析了土壤入渗变异性对畦灌灌水质量的影响,提出了考虑农田土壤入渗变异条件下入畦单宽流量的确定方法.结果表明,文中扩展后的模型可用于计算异质土壤和均质土壤情景模式下的畦灌灌水质量指标,其计算值与田间实测值和WinSRFR软件模拟值一致性较好,相对误差均值分别为10％;土壤入渗变异对畦灌灌水质量的影响显著,贡献度高达56.71％～95.68％,其对灌水均匀度的影响最为敏感,其次为灌水效率和储水效率;基于均质土壤入渗条件下优化的入畦单宽流量,可用于异质土壤畦灌灌水流量设计,两者符合1∶1的线性关系.研究结果可为考虑农田土壤变异性的畦灌系统设计和管理提供理论依据和技术支撑. 相似文献
9.
耕作坡面微地形是地表径流和土壤侵蚀的重要场所,建立其高精度三维数值模型是定量研究土壤侵蚀过程的基础。针对现有接触式和非接触式测量方法得到的三维模型不能完全真实地反映微地形特征的缺陷,提出了一种获取坡面微地形高精度三维模型的人工倾斜摄影测量方法(ATPM),并对建模精度进行了评价。结果表明,采用ATPM方法建立的地表三维模型精度高,空间各点的平面中误差和高程中误差分别为±1.9 mm和±2.6 mm,能很好地反映微地形的细微特征,可为定量研究土壤侵蚀过程提供较高精度的数据支持。 相似文献
10.
冬小麦不同畦灌施肥模式水氮分布田间试验 总被引：7，自引：2，他引：5
基于冬小麦生长期间施用尿素获得的试验观测结果,分析不同畦灌施肥模式下沿畦长土壤水氮空间分布差异,开展畦灌施肥模式田间试验评价,探讨适宜的畦灌施肥运行方式。研究结果表明,畦灌施肥模式差异对有效贮存在作物根系层的土壤水分和土壤硝态氮占0～80 cm土层相应值的比重以及土壤水分空间分布均匀性不产生显著影响,但对沿畦长土壤硝态氮空间分布均匀性的影响却较为明显。基于入畦单宽流量4 L/(s·m)和灌溉全程均匀施肥的畦灌施肥运行方式,可在冬小麦生长期返青水和扬花水灌后2 d的作物有效根系层内,形成相对较高的土壤水氮空间分布均匀性,适合当地生产实践中采用。 相似文献
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农田土地精细平整施工测量网格间距的适宜性分析 总被引：10，自引：5，他引：5
基于不同测量网格间距得到的典型田块地面相对高程试验资料,利用统计学方法对数据进行分析处理,通过测量人力投入、田块微地形表述程度和平地土方量估算精度的对比,探讨小田块土地精平作业中适宜采用的施工测量网格间距。结果表明：平地土方量估算精度和测量作业人力投入对确定适宜的施工测量网格间距至为关键,在适当保持土方量相对估值精度并有效减少测量人力投入前提下,建议在小田块土地精细平整作业中,使用10～15 m施工测量网格间距上得到的田面相对高程数据,设计土地精细平整工程方案,从而达到低投入高产出的预期平地效果。 相似文献
12.
考虑地面灌水技术制约的灌溉制度优化 总被引：7，自引：2，他引：7
制定作物灌溉制度不仅要考虑补充根层土壤水分以满足作物需求，还应考虑灌水方法对灌水量的限制。为研究我国华北地区地面灌溉条件下冬小麦－夏玉米连作的节水灌溉制度，在河北省雄县进行了连续3年不同灌水处理试验，用水量平衡模型ISAREG对各处理进行数值模拟，从而验证了选定的模型和参数。采用该模型模拟了不同水文年冬小麦－夏玉米连作的多种灌溉制度，对各方案的灌水次数、灌水量、降雨和灌溉水量损失以及作物产量等因素进行了对比，并对现行灌溉制度进行了评价。结果显示：雄县现行灌溉定额大大超过了灌溉需水量，主要原因是地面灌水技术的制约，如田面不平、进地流量过小或畦块过大等，造成难以控制小水量灌溉。为研究既能满足作物基本需水要求，又使灌溉水量损失最小的最佳灌水定额，用模拟地面灌溉水流运动的SRFR模型模拟不同生长阶段的灌溉，得到了每次灌溉时不同流量条件下的最小灌水量，以及灌水效率与灌水量的关系，据此提出了与灌水技术改进措施相结合的不同水文年的灌溉制度优化方案。 相似文献
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地面灌溉水深测量仪的研制及性能测试 总被引：3，自引：0，他引：3
对地面灌溉条件下水流扩散过程实时监测是地面灌溉系统田间评价的主要内容，观测数据为相应的数值模拟和系统性能评价奠定了基础。该文介绍了一种研制的梯度式地面灌溉水深测量仪，可在田间任意地点实现地表水深(位)变化过程和水流推进与消退时间的自动监测。室内外测试结果表明：仪器对地表水深(位)动态变化过程的反应灵敏，水深测量精度为±5 mm，但当仪器应用于首次灌溉的田块时，松软地面造成的仪器沉降对水深测量精度可能的影响范围为8±3 mm，在后续使用时就可以忽略仪器沉降的影响。仪器对地面水流推进时间的测定精度相对较高，相对误差小于11%，但测得的水流消退时间与人工观测结果最大相对误差为29%，表明使用仪器进行水流消退时间观测时有一定的条件限制。研制的仪器可基本满足地面灌溉试验中对地表水深(位)进行动态监测的需求。 相似文献
15.
田面微地形是影响灌溉过程及灌溉性能的重要因素之一。针对灌溉模型中田面微地形的插值问题,该文在比较Kriging插值、三次样条插值和反距离加权插值的插值精度和程序运行时间的基础上,进一步分析了不同规格畦田下Kriging插值程序运行时间随插值网格数的变化趋势,提出了利用Kriging插值和三次样条插值及反距离加权插值进行组合插值的方法,并将不同中间插值网格数经组合插值所得田面高程数据用于灌溉模拟。结果表明,Kriging插值所得田面高程的精度最高,程序所需运行时间最长;而三次样条插值和反距离加权插值所需运行时间非常短,但精度较低。为了同时满足田面高程的插值精度和模型计算效率的要求,选用Kriging插值和三次样条插值组合的方式进行灌溉模型中田面高程的插值计算最为适宜。中间插值网格数为1/4及1/8灌溉模型剖分网格数经组合插值的田面高程及Kriging插值数据用于灌溉模型所得水流推进过程与实测水流推进过程基本一致。因此,在实际应用中,中间插值网格数的确定,可根据对插值精度和运行时间的不同要求在灌溉模型剖分网格数的1/4或1/8之间选取。该研究可为灌溉模型的应用提供依据。 相似文献